JP7370919B2 - How to extract Sc - Google Patents
How to extract Sc Download PDFInfo
- Publication number
- JP7370919B2 JP7370919B2 JP2020061326A JP2020061326A JP7370919B2 JP 7370919 B2 JP7370919 B2 JP 7370919B2 JP 2020061326 A JP2020061326 A JP 2020061326A JP 2020061326 A JP2020061326 A JP 2020061326A JP 7370919 B2 JP7370919 B2 JP 7370919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- d2ehpa
- leaching
- extraction
- organic solvent
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
本発明はScの抽出方法に関する。 The present invention relates to a method for extracting Sc.
スカンジウム(Sc)を含む溶液からScを分離する方法としては、不純物を極力除くことが好ましい。このような技術として、特許文献1には、不純物としてトリウム(Th)に着目し、特定の条件で浸出及び/又は中和を行うことで、ScとThを良好に分離する方法が開示されている。 As a method for separating Sc from a solution containing scandium (Sc), it is preferable to remove impurities as much as possible. As such a technique, Patent Document 1 discloses a method that focuses on thorium (Th) as an impurity and performs leaching and/or neutralization under specific conditions to effectively separate Sc and Th. There is.
Scを含む溶液からScを溶媒抽出により抽出しようとするとき、有機相と水相の他に第3相であるクラッドが発生することがある。溶媒抽出で発生するクラッドには、有用な金属成分まで取り込まれてしまい、金属成分の回収率が低下するという問題がある。また、抽出剤がクラッドに取り込まれることがあり、抽出剤が高価である場合はコストの面で大きな問題となる。さらには、発生したクラッドにより有機相と水相の分相が妨げられ、溶媒抽出操作を正常に行えなくなることがある。このため、Scを含む溶液からScを溶媒抽出により抽出しようとするときに、クラッドの発生を極力低減させることができるScの抽出方法が望まれている。 When attempting to extract Sc from a solution containing Sc by solvent extraction, a cladding, which is a third phase, may be generated in addition to the organic phase and the aqueous phase. There is a problem in that the crud generated by solvent extraction also incorporates useful metal components, reducing the recovery rate of metal components. Additionally, the extractant may be incorporated into the cladding, which poses a major cost problem if the extractant is expensive. Furthermore, the generated crud may impede phase separation between the organic phase and the aqueous phase, making it impossible to perform the solvent extraction operation normally. Therefore, there is a need for a method for extracting Sc that can minimize the generation of crud when attempting to extract Sc from a solution containing Sc by solvent extraction.
以上の事情に鑑み、本発明は、Scを含む溶液からScを溶媒抽出により抽出する際に、クラッドの発生を良好に抑制することが可能なScの抽出方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for extracting Sc that can satisfactorily suppress the generation of crud when extracting Sc from a solution containing Sc by solvent extraction.
本発明者が鋭意研究した結果、特定の条件で溶媒抽出を行うことで、クラッドの発生を良好に抑制することが可能なScの抽出方法を提供することができることを見出した。こうした知見に基づき本発明は、以下のように特定される。 As a result of intensive research, the present inventors have found that by performing solvent extraction under specific conditions, it is possible to provide a method for extracting Sc that can satisfactorily suppress the generation of crud. Based on these findings, the present invention is specified as follows.
(1)Scを含む溶液に、D2EHPAを添加して、有機相中にScを抽出する工程を含み、
前記有機相における、D2EHPAの濃度A(mol/l)とScの濃度B(mol/l)との比が、A/B>6であり、
抽出温度が30℃以上とすることを特徴とするScの抽出方法。
(2)前記有機相における、D2EHPAの濃度が0.3(mol/l)未満であることを特徴とする(1)に記載のScの抽出方法。
(3)抽出時のpHが、-0.5~0.5であることを特徴とする(1)または(2)に記載のScの抽出方法。
(4)前記抽出によって、抽出液にクラッドが発生した場合に、
前記抽出液を固液分離する工程と、
前記固液分離されたクラッドを、D2EHPAを含む有機溶媒で浸出する工程と、
前記有機溶媒で浸出して得られた浸出後液を酸でスクラビングする工程と、
前記スクラビング後の溶媒に強アルカリ性溶液を添加して粗Sc(OH)3を得る工程と
を備えることを特徴とする(1)~(3)のいずれかに記載のScの抽出方法。
(5)前記D2EHPAを含む有機溶媒が、前記クラッド中のSc及びFeの合計モル数の10倍以上20倍未満のモル数のD2EHPAを含むことを特徴とする(4)に記載のScの抽出方法。
(6)前記固液分離されたクラッドを、D2EHPAを含む有機溶媒で浸出する工程において、前記有機溶媒の温度が40℃以上であることを特徴とする(4)または(5)に記載のScの抽出方法。
(7)前記Scを含む溶液が、
Scを含む原料からScを浸出する工程、及び、
前記Scを浸出して得られた浸出後液を中和する工程
を実施することで得られた中和後液であることを特徴とする(1)~(6)のいずれかに記載のScの抽出方法。
(1) A step of adding D2EHPA to a solution containing Sc to extract Sc into an organic phase,
In the organic phase, the ratio of the concentration A (mol/l) of D2EHPA to the concentration B (mol/l) of Sc is A/B>6,
A method for extracting Sc, characterized in that the extraction temperature is 30°C or higher.
(2) The method for extracting Sc according to (1), wherein the concentration of D2EHPA in the organic phase is less than 0.3 (mol/l).
(3) The method for extracting Sc according to (1) or (2), wherein the pH during extraction is -0.5 to 0.5.
(4) If crud occurs in the extract due to the extraction,
A step of separating the extract into solid-liquid;
leaching the solid-liquid separated cladding with an organic solvent containing D2EHPA;
Scrubbing the leached liquid obtained by leaching with the organic solvent with an acid;
The method for extracting Sc according to any one of (1) to (3), comprising the step of adding a strong alkaline solution to the solvent after the scrubbing to obtain crude Sc(OH) 3 .
(5) Extraction of Sc according to (4), wherein the organic solvent containing D2EHPA contains D2EHPA in a mole number that is 10 times or more and less than 20 times the total mole number of Sc and Fe in the cladding. Method.
(6) Sc according to (4) or (5), characterized in that in the step of leaching the solid-liquid separated cladding with an organic solvent containing D2EHPA, the temperature of the organic solvent is 40°C or higher. extraction method.
(7) The solution containing the Sc is
A step of leaching Sc from a raw material containing Sc, and
The Sc according to any one of (1) to (6), which is a neutralized liquid obtained by performing a step of neutralizing the leached liquid obtained by leaching the Sc. extraction method.
本発明によれば、Scを含む溶液からScを溶媒抽出により抽出する際に、クラッドの発生を良好に抑制することが可能なScの抽出方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for extracting Sc that can satisfactorily suppress the generation of crud when extracting Sc from a solution containing Sc by solvent extraction.
以下、本発明を実施するための具体的な実施形態について説明する。以下の説明は、本発明の理解を促進するためのものである。即ち、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。 Hereinafter, specific embodiments for implementing the present invention will be described. The following description is provided to facilitate understanding of the invention. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention.
<原料>
本発明の実施形態は、Scを含む原料から、Scを回収する方法に関する。一実施形態において、Scを含む原料は、Scを含む鉱石であってもよい。更なる一実施形態において、Scを含む鉱石は、ScとThとを含む鉱石であってもよい。更なる一実施形態において、Scを含む鉱石は、チタン(Ti)を精製するための原料であるチタン鉱石であってもよい。更なる一実施形態において、Scを含む原料は、Tiを精製する際に生じる塩化残渣であってもよい。以下では、限定されないが、原料の一例として、Scを含む原料が、塩化残渣である場合について説明する。
<Raw materials>
Embodiments of the present invention relate to a method for recovering Sc from a raw material containing Sc. In one embodiment, the raw material containing Sc may be an ore containing Sc. In a further embodiment, the ore containing Sc may be an ore containing Sc and Th. In a further embodiment, the ore containing Sc may be a titanium ore that is a raw material for refining titanium (Ti). In a further embodiment, the raw material containing Sc may be a chlorinated residue produced when refining Ti. In the following, a case where the raw material containing Sc is a chloride residue will be described as an example of the raw material, although it is not limited thereto.
<チタンの精製>
従来、チタンは、チタン鉱石からクロール法により精製されるのが一般的である。チタン鉱石とコークスを流動床反応炉に投入する。そして、流動床反応炉の下部から塩素ガスを吹入させる。チタン鉱石は塩素ガスと反応し、四塩化チタンを生じる。四塩化チタンは反応炉内の温度では気体状態にある。この気体状態の四塩化チタンが、次の冷却システムに送られ、冷却される。冷却された四塩化チタンは液体状になり、回収される。
<Refining of titanium>
Conventionally, titanium has generally been refined from titanium ore by the Kroll method. Titanium ore and coke are charged into a fluidized bed reactor. Then, chlorine gas is injected from the lower part of the fluidized bed reactor. Titanium ore reacts with chlorine gas to produce titanium tetrachloride. Titanium tetrachloride is in a gaseous state at the temperature within the reactor. This gaseous titanium tetrachloride is sent to the next cooling system and cooled down. The cooled titanium tetrachloride becomes liquid and is recovered.
<塩化残渣>
気体状態の四塩化チタンが次の冷却システムに送られる際に、気流に乗って微粉状の不純物が一緒に冷却システムに送られる。該不純物には、チタン以外の物質(鉄、スカンジウム、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、アルミニウム、シリコン、トリウム等、一部は塩化物)、未反応の鉱石、未反応のコークス等が含まれる。こうした不純物は、冷却システムにおいて、固体の形状で回収される。本明細書では、この回収された物を塩化残渣と呼ぶ。塩化残渣はスラリー化してもよいし、乾燥粒子群の形態であってもよい。典型的には、スラリー化した物を用いて、有価金属を回収することができる。
<Chloride residue>
When gaseous titanium tetrachloride is sent to the next cooling system, fine powder impurities are carried along with the airflow. The impurities include substances other than titanium (iron, scandium, vanadium, niobium, zirconium, aluminum, silicon, thorium, etc., some of which are chlorides), unreacted ores, unreacted coke, and the like. These impurities are recovered in solid form in the cooling system. This recovered material is referred to herein as chlorinated residue. The chlorinated residue may be made into a slurry or may be in the form of a group of dry particles. Typically, valuable metals can be recovered using a slurry.
<塩化残渣の品位>
上述した工程で得られた塩化残渣は、様々なレアメタルを有しており、例えば、Sc、V、Nb、Zr、Y、La、Ce、Pr、及びNdのような有用な元素を含む可能性がある。これらを回収することができれば、回収物を用いて利益を向上させることができる。以下の理論で本発明を限定するものではないが、塩化残渣は、チタン製錬の過程で生じる混合物であるため、その構成成分の多くはチタン精鉱に由来する。チタン精鉱は、採掘したチタン鉱石に対して浮選、磁選、比重選鉱等を実施し、Ti品位を高めることによって得ることができる。そのため、目的物であるTi含有粒子は比較的大きな粒子を形成する傾向にあると考えられ、一方でTi精鉱においては不純物である他のレアメタル元素については、精鉱製造時に微細な粒子としてTi精鉱に付着して混入していると考えられる。
<Quality of chloride residue>
The chlorinated residue obtained in the above-mentioned process has various rare metals and may contain useful elements such as Sc, V, Nb, Zr, Y, La, Ce, Pr, and Nd. There is. If these can be recovered, profits can be increased using the recovered materials. Although the present invention is not limited to the following theory, since chloride residue is a mixture produced in the process of titanium smelting, many of its constituent components are derived from titanium concentrate. Titanium concentrate can be obtained by subjecting excavated titanium ore to flotation, magnetic separation, specific gravity beneficiation, etc. to increase the Ti grade. Therefore, it is thought that the target Ti-containing particles tend to form relatively large particles.On the other hand, other rare metal elements that are impurities in Ti concentrate are formed as fine particles during the manufacture of Ti concentrate. It is thought that it is attached to the concentrate and mixed in.
<塩化残渣の前処理>
上述した塩化残渣は、チタン製錬時に回収した直後は高温状態であり、有価金属を回収する処理を行う前に冷却する必要がある。冷却方法は、特に限定されず、空冷、又は水冷等の手段で冷却してもよい。
<Pretreatment of chloride residue>
The above-mentioned chloride residue is in a high temperature state immediately after being recovered during titanium smelting, and needs to be cooled before performing a process to recover valuable metals. The cooling method is not particularly limited, and cooling may be performed by means such as air cooling or water cooling.
また、後述する分級を行う前に、塩化残渣を水洗しておくことが好ましい。水洗することでFeCl2等の水溶性の不純物を除去することが出来るからである。また水洗であれば、上述した冷却処理も同時に行うことが出来る。 Further, it is preferable to wash the chlorinated residue with water before performing the classification described below. This is because water-soluble impurities such as FeCl 2 can be removed by washing with water. In addition, if it is washed with water, the above-mentioned cooling treatment can be performed at the same time.
<Scの回収>
一実施形態における、Scの回収の概要を図1に示す。以下、各工程について、具体的に説明する。
<Recovery of Sc>
An overview of Sc recovery in one embodiment is shown in FIG. Each step will be specifically explained below.
(1)Scの浸出工程(図1「浸出」)
一実施形態において、本発明の方法は、酸性の溶液を用いて、Scを含む原料からScを浸出させる工程を含む。前記酸性の溶液のpHは浸出後に(又は浸出終了時に)0.3~0.9の範囲になる様に調整されることが好ましい。0.3未満だと、トリウムも浸出量が多くなり、スカンジウムとの分離の妨げとなる。0.9超だと、スカンジウムの浸出量が低下してしまう。
(1) Sc leaching process (Figure 1 “Leaching”)
In one embodiment, the method of the invention includes leaching Sc from a feedstock containing Sc using an acidic solution. The pH of the acidic solution is preferably adjusted to a range of 0.3 to 0.9 after leaching (or at the end of leaching). If it is less than 0.3, the amount of leached thorium will also increase, which will hinder separation from scandium. If it exceeds 0.9, the amount of scandium leached will decrease.
また、浸出工程時の温度については特に限定されないが、前記酸性の溶液の温度は、好ましくは、60~90℃であり、更に好ましくは、80℃~90℃である。60℃より低いと、Thを含んでいる場合、ScとThとの浸出量に差が出にくくなり、分離が困難となる。トリウムの浸出量は、温度が高くなるほど低下するため、浸出温度は高い方がよい。ただし、溶液の沸騰などの理由から、典型的な上限値は90℃としてもよい。
浸出反応のための時間については特に限定されないが、少なくとも1時間以上、典型的には2時間以上であってもよい。上限についても特に限定されないが、典型的には24時間以下である。
また、パルプ濃度については、特に限定されないが、100~600g/L、典型的には、200~500g/Lであってもよい。
Further, the temperature during the leaching step is not particularly limited, but the temperature of the acidic solution is preferably 60 to 90°C, more preferably 80 to 90°C. When the temperature is lower than 60°C, if Th is contained, it becomes difficult to see a difference in the amount of leaching between Sc and Th, making separation difficult. The higher the temperature, the lower the amount of thorium leached, so the higher the leaching temperature is, the better. However, for reasons such as boiling of the solution, the typical upper limit may be 90°C.
The time for the leaching reaction is not particularly limited, but may be at least 1 hour or more, typically 2 hours or more. The upper limit is also not particularly limited, but is typically 24 hours or less.
Further, the pulp concentration is not particularly limited, but may be 100 to 600 g/L, typically 200 to 500 g/L.
上記酸性範囲にするための成分は特に限定されないが、強酸を使用することができる。例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、臭素酸、これらの混合物等を用いることができる。分量は特に限定されないが、上記pH範囲を実現できる量を添加すればよい。 The components for achieving the above acidic range are not particularly limited, but strong acids can be used. For example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, bromic acid, mixtures thereof, etc. can be used. The amount is not particularly limited, but it may be added in an amount that can achieve the above pH range.
(2)浸出液の中和工程(図1「中和」)
一実施形態において、本発明の方法は、浸出後の溶液に対してpHを調節する中和工程を含むことができる。即ち、pHを浸出時よりもアルカリ側に調整する工程を含むことができる。これにより、Scを溶液中に残しつつ、Thを沈殿させることができる。
(2) Neutralization process of leachate (Figure 1 "Neutralization")
In one embodiment, the method of the invention can include a neutralization step to adjust the pH of the solution after leaching. That is, it can include a step of adjusting the pH to be more alkaline than during leaching. Thereby, Th can be precipitated while leaving Sc in the solution.
中和工程におけるpH範囲は、1.3~2.5が好ましい。1.3未満だと、Thの沈殿が生じにくい。一方で、pHが2.5を超えると、Thの沈殿の量が増加せず、むしろ、Thも沈殿するようになる。より好ましい範囲は、pHが1.8~2.3である。これにより、Scが沈殿によってロスすることなく、大部分のThを沈殿させることができる。 The pH range in the neutralization step is preferably 1.3 to 2.5. When it is less than 1.3, precipitation of Th is difficult to occur. On the other hand, when the pH exceeds 2.5, the amount of Th precipitated does not increase, but rather Th also begins to precipitate. A more preferred range is a pH of 1.8 to 2.3. Thereby, most of Th can be precipitated without losing Sc due to precipitation.
中和工程におけるpHの調整においては、浸出時よりもpHがアルカリ側に調整されるため、NaOH、Na2CO3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3、LiOH、Li2CO3、KOH、K2CO3、Mg(OH)2、MgCO3等を用いることがこのましい。分量は、特に限定されないが、上述したpH範囲を実現できる量を添加すればよい。 In adjusting the pH in the neutralization process, the pH is adjusted to be more alkaline than during leaching, so NaOH, Na 2 CO 3 , CaO, Ca(OH) 2 , CaCO 3 , LiOH, Li 2 CO 3 , KOH , K 2 CO 3 , Mg(OH) 2 , MgCO 3 and the like are preferably used. The amount is not particularly limited, but it may be added in an amount that can achieve the above-mentioned pH range.
操作の簡便性の観点から、浸出と中和は同じ槽で行うことが好ましい。無論、浸出直後(中和する前)に固液分離(図1「固液分離A」)を行い、浸出と中和を異なる槽で行うことも可能である。 From the viewpoint of operational simplicity, leaching and neutralization are preferably carried out in the same tank. Of course, it is also possible to perform solid-liquid separation ("solid-liquid separation A" in FIG. 1) immediately after leaching (before neutralization), and to perform leaching and neutralization in different tanks.
(3)固液分離(図1「固液分離B」)
上記沈殿が形成された後は、固液分離を行うことができる。そして、Scが多く含まれる溶液側を回収することにより、Thの混入を低減させることができる(上述のように、Thは主に沈殿側に移動)。固液分離の方法は、特に限定されず、ろ過等の公知の方法を用いることができる。
(3) Solid-liquid separation (Figure 1 "Solid-liquid separation B")
After the precipitate is formed, solid-liquid separation can be performed. By collecting the solution side containing a large amount of Sc, the contamination of Th can be reduced (as described above, Th mainly moves to the precipitation side). The solid-liquid separation method is not particularly limited, and known methods such as filtration can be used.
(4)Sc抽出
上記固液分離Bの工程の後は、中和後液に対して、有機溶媒を用いてScを回収する。より具体的には、中和後液に対して、TBPを抽出剤とした溶媒抽出を行うと、有機相側にFeが移動し、水相側にSc等の他のレアメタルが残留する。有機相側についてはFe逆抽出を行い、Fe逆抽出後液を廃水として廃棄する。なお、原料においてFeの含有量が低く、且つFeの浸出量が低い場合には、こうしたFeの抽出工程は省略してもよい。
(4) Sc extraction After the step of solid-liquid separation B, Sc is recovered from the neutralized liquid using an organic solvent. More specifically, when the neutralized solution is subjected to solvent extraction using TBP as an extractant, Fe moves to the organic phase side and other rare metals such as Sc remain in the aqueous phase side. Regarding the organic phase side, Fe back extraction is performed, and the liquid after Fe back extraction is discarded as waste water. Note that if the Fe content in the raw material is low and the amount of Fe leached is low, this Fe extraction step may be omitted.
一方で、水相側の方は、D2EHPA(Bis(2-ethylhexyl) phosphate)を抽出剤とした溶媒抽出を行う(図1の「Sc抽出」)。これにより、有機相側にScが移動し、一方で、Sc以外のいくつかの元素(例えば、Nb、Y、La、Ce、Zr、Pr、又はNd等)については水相側(Sc抽出後液)に残留する。Sc抽出後液は、Sc以外の元素を回収するのに用いることができる。当該「Sc抽出」について、以下、より具体的に説明する。 On the other hand, the aqueous phase is subjected to solvent extraction using D2EHPA (Bis(2-ethylhexyl) phosphate) as an extractant ("Sc extraction" in FIG. 1). As a result, Sc moves to the organic phase side, while some elements other than Sc (for example, Nb, Y, La, Ce, Zr, Pr, or Nd) move to the aqueous phase side (after Sc extraction). liquid). The liquid after Sc extraction can be used to recover elements other than Sc. The "Sc extraction" will be described in more detail below.
「Sc抽出」では、Scを含む溶液(上述の水相)に、D2EHPA(Bis(2-ethylhexyl) phosphate)を添加して、有機相中にScを抽出する。ここで、有機相における、D2EHPAの濃度A(mol/l)とScの濃度B(mol/l)との比が、A/B>6となるように、D2EHPAの添加量を制御する。一般に、1molのScに対して6molのD2EHPAが配位して抽出されるが、D2EHPAが6mol未満になると、Scが有機相に溶解せずに、固体として析出してしまう。これは、クラッド生成により、Scのロスだけでなく、D2EHPAのロスも起きること意味している。これに対し、有機相における、D2EHPAの濃度A(mol/l)とScの濃度B(mol/l)との比が、A/B>6となるように、D2EHPAの添加量を制御することで、クラッドの発生を良好に抑制することができる。有機相における、D2EHPAの濃度A(mol/l)とScの濃度B(mol/l)との比は、A/B>8であるのが好ましく、A/B>12であるのがより好ましい。当該A/Bの上限値は、Th等の不純物の抽出を抑制するという観点、並びに取り扱う有機溶媒量を少なくするという観点から、A/B<16とすることが好ましい。 In "Sc extraction", D2EHPA (Bis(2-ethylhexyl) phosphate) is added to a solution containing Sc (the above-mentioned aqueous phase) to extract Sc into the organic phase. Here, the amount of D2EHPA added is controlled so that the ratio of the concentration A (mol/l) of D2EHPA to the concentration B (mol/l) of Sc in the organic phase is A/B>6. Generally, 6 mol of D2EHPA coordinates with 1 mol of Sc and is extracted, but if D2EHPA is less than 6 mol, Sc will not dissolve in the organic phase and will precipitate as a solid. This means that not only Sc loss but also D2EHPA loss occurs due to cladding generation. On the other hand, the amount of D2EHPA added is controlled so that the ratio of the concentration A (mol/l) of D2EHPA to the concentration B (mol/l) of Sc in the organic phase is A/B>6. Therefore, the generation of crud can be effectively suppressed. The ratio of the concentration A (mol/l) of D2EHPA to the concentration B (mol/l) of Sc in the organic phase is preferably A/B>8, more preferably A/B>12. . The upper limit value of A/B is preferably A/B<16 from the viewpoint of suppressing the extraction of impurities such as Th and from the viewpoint of reducing the amount of organic solvent to be handled.
また、溶媒浸出時の抽出温度を30℃以上に制御する。これによって、クラッドの発生を良好に抑制することができる。溶媒浸出時の抽出温度は、30℃以上であるのが好ましく、35℃以上であるのがより好ましい。当該溶媒浸出時の抽出温度の上限値は、有機相の揮発抑制という観点から、50℃以下とすることが好ましい。 Furthermore, the extraction temperature during solvent leaching is controlled to 30°C or higher. Thereby, the generation of crud can be effectively suppressed. The extraction temperature during solvent leaching is preferably 30°C or higher, more preferably 35°C or higher. The upper limit of the extraction temperature during the solvent leaching is preferably 50° C. or less from the viewpoint of suppressing volatilization of the organic phase.
有機相における、D2EHPAの濃度が0.3(mol/l)未満であることが好ましい。これによって、Scを含む溶液がThを含んでいる場合に、Thの抽出を良好に抑制することができ、不純物の取り込みを防止することができる。有機相における、D2EHPAの濃度は、0.22(mol/l)未満であることがより好ましい。一方、有機相における、D2EHPAの濃度が低すぎると、抽出設備を大きくしなければならない。このような観点から、有機相における、D2EHPAの濃度は、0.15(mol/l)以上であるのが好ましい。 It is preferred that the concentration of D2EHPA in the organic phase is less than 0.3 (mol/l). As a result, when the solution containing Sc contains Th, the extraction of Th can be suppressed well, and the incorporation of impurities can be prevented. More preferably, the concentration of D2EHPA in the organic phase is less than 0.22 (mol/l). On the other hand, if the concentration of D2EHPA in the organic phase is too low, the extraction equipment must be enlarged. From this viewpoint, the concentration of D2EHPA in the organic phase is preferably 0.15 (mol/l) or more.
溶媒抽出における抽出時のpHは、-0.5~0.5の範囲となるように調整することが好ましい。このような範囲に溶媒抽出における抽出時のpHを調整することで、クラッドの発生をより良好に抑制することができる。また、当該pHの範囲においてScを抽出した際に、有機相に共抽出される不純物の濃度が0.1mol/L未満であるのが好ましく、0.05mol/L未満であるのがより好ましい。 The pH during solvent extraction is preferably adjusted to a range of -0.5 to 0.5. By adjusting the pH during solvent extraction within such a range, the generation of crud can be better suppressed. Further, when Sc is extracted in the pH range, the concentration of impurities co-extracted into the organic phase is preferably less than 0.1 mol/L, more preferably less than 0.05 mol/L.
(5)スクラブ工程、Sc逆抽出、か焼
中和後液に対して有機溶媒で抽出したとき、抽出液にクラッドが発生した場合には、当該抽出液を固液分離する工程によって固液分離されたクラッドを、D2EHPAを含む有機溶媒で浸出し、続いて、有機溶媒で浸出して得られた浸出後液を酸でスクラビングする(図1「スクラビング」)。これにより、FeやTh等の混入を減少させることができる。次に、スクラビング後の溶媒に強アルカリ性溶液を添加して粗Sc(OH)3を得ることができる。
(5) Scrub process, Sc back extraction, calcination If crud is generated in the extracted liquid when the neutralized liquid is extracted with an organic solvent, solid-liquid separation is performed in the process of solid-liquid separation of the extracted liquid. The resulting cladding is leached with an organic solvent containing D2EHPA, and then the leached liquid obtained by leaching with the organic solvent is scrubbed with an acid (FIG. 1 "Scrubbing"). This makes it possible to reduce the amount of Fe, Th, and the like mixed in. A strongly alkaline solution can then be added to the scrubbed solvent to obtain crude Sc(OH) 3 .
このとき使用する酸としては、1M~4.2M程度のHClやNaCl、H2SO4等が挙げられる。また、使用する強アルカリ性溶液としては、1.5~2.5MのNaOHまたはKOH等の水溶液が挙げられる。強アルカリ性溶液の濃度が1.5M未満であると、有機相が白濁するおそれがあり、2.5Mを超えると、セルロースパウダー等の濾過助剤を用いて濾過することが困難となるおそれがある。 Examples of acids used at this time include HCl, NaCl, H 2 SO 4 and the like of about 1M to 4.2M. Further, examples of the strong alkaline solution used include 1.5 to 2.5M aqueous solutions such as NaOH or KOH. If the concentration of the strong alkaline solution is less than 1.5M, the organic phase may become cloudy, and if it exceeds 2.5M, it may be difficult to filter using a filter aid such as cellulose powder. .
このとき、D2EHPAを含む有機溶媒が、クラッド中のSc及びFeの合計モル数の10倍以上20倍未満のモル数のD2EHPAを含むことが好ましい。このような構成によれば、発生したクラッドを良好に溶解させることができる。このとき、D2EHPAを含む有機溶媒は、クラッド中のSc及びFeの合計モル数の12倍以上18倍未満のモル数のD2EHPAを含むことがより好ましい。 At this time, it is preferable that the organic solvent containing D2EHPA contains D2EHPA in an amount of 10 times or more and less than 20 times the total number of moles of Sc and Fe in the cladding. According to such a configuration, it is possible to satisfactorily dissolve the generated crud. At this time, it is more preferable that the organic solvent containing D2EHPA contains D2EHPA in a mole number that is 12 times or more and less than 18 times the total mole number of Sc and Fe in the cladding.
また、上述の、固液分離されたクラッドを、D2EHPAを含む有機溶媒で浸出する工程において、有機溶媒の温度が40℃以上であることが好ましい。このような構成によれば、発生したクラッドを良好に溶解させることができる。また、固液分離されたクラッドを、D2EHPAを含む有機溶媒で浸出する工程において、有機溶媒の温度が45℃以上であることがより好ましい。また、有機相の揮発抑制という観点から、50℃以下とすることが好ましい。 Further, in the above-described step of leaching the solid-liquid separated cladding with an organic solvent containing D2EHPA, the temperature of the organic solvent is preferably 40° C. or higher. According to such a configuration, it is possible to satisfactorily dissolve the generated crud. Further, in the step of leaching the solid-liquid separated cladding with an organic solvent containing D2EHPA, it is more preferable that the temperature of the organic solvent is 45° C. or higher. Further, from the viewpoint of suppressing volatilization of the organic phase, the temperature is preferably 50° C. or lower.
一方、スクラビング後の有機相側については、例えば、NaOH等のアルカリ性水溶液で晶析剥離(図1「Sc逆抽出」)を行い、水酸化スカンジウムスラリーを得て、水酸化スカンジウムスラリーを濾過してか焼し(図1「固液分離C」及び「か焼」)、最後はSc2O3の形で回収することができる。もしくは、得られたSc(OH)3を浸出し、シュウ酸等のカルボン酸を用いてスカンジウムをカルボン酸スカンジウムの形で沈殿させ更にか焼して、Sc2O3の形態で回収することができる。 On the other hand, for the organic phase side after scrubbing, for example, perform crystallization stripping with an alkaline aqueous solution such as NaOH (Figure 1 "Sc back extraction") to obtain a scandium hydroxide slurry, and filter the scandium hydroxide slurry. After calcination (FIG. 1 "Solid-liquid separation C" and "Calcination"), the final product can be recovered in the form of Sc 2 O 3 . Alternatively, the obtained Sc(OH) 3 can be leached, scandium can be precipitated in the form of scandium carboxylate using a carboxylic acid such as oxalic acid, and further calcined to recover it in the form of Sc 2 O 3 . can.
(6)分級工程
一実施形態において、Scを含む原料は、上述したように塩化残渣であってもよい。この実施形態において、塩化残渣を水洗した後、当該塩化残渣は、分級を行い、粗粒と細粒とに分けることができる。分級の方法としては、特に限定されず、乾式でも湿式でもよい。より好ましいのは湿式である。これは、塩化残渣が水洗されている場合に、乾燥させる手間を必要としないからである。また、分級の方法として、特定の大きさの目開きの篩を用いてもよい。湿式の分級として、水力分級機、水平水流分級機、遠心沈降機の分級機械を使用してもよい。乾式の分級として、エアセパレータ、空気式の分級機を用いてもよい。
(6) Classification step In one embodiment, the raw material containing Sc may be a chlorinated residue as described above. In this embodiment, after washing the chlorinated residue with water, the chlorinated residue can be classified into coarse particles and fine particles. The classification method is not particularly limited, and may be dry or wet. More preferred is a wet method. This is because when the chloride residue is washed with water, there is no need for drying it. Furthermore, as a method of classification, a sieve with a specific size of openings may be used. As the wet classification, a hydraulic classifier, a horizontal water classifier, or a centrifugal sedimentator may be used. As the dry classification, an air separator or an air classifier may be used.
分級の基準値については、特に限定されず、レアメタル(例えば、Sc、V、Nb、Zr、Y、La、Ce、Pr、又はNd)が多く含まれるサイズの範囲を上限値として採用すればよい。例えば、基準値の上限については、55μm以下、40μm以下、又は25μm以下であってもよい。基準値の下限については、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってもよい。これにより、例えば、塩化残渣中に存在するScのうちの、少なくとも約82%(基準値を25μmにした場合)、約84%(基準値を38μmにした場合)、又は約88%(基準値を53μmにした場合)を回収することができる。その一方で、回収対象となる物量を減らすことができる。更には、他の不純物(例えば、Fe、コークス、未反応チタンなど)の多くは粗粒側に分配される。 The standard value for classification is not particularly limited, and a size range that contains a large amount of rare metals (for example, Sc, V, Nb, Zr, Y, La, Ce, Pr, or Nd) may be adopted as the upper limit. . For example, the upper limit of the reference value may be 55 μm or less, 40 μm or less, or 25 μm or less. The lower limit of the reference value may be 10 μm or more, 15 μm or more, or 20 μm or more. As a result, for example, at least about 82% (when the reference value is set to 25 μm), about 84% (when the reference value is set to 38 μm), or about 88% (when the reference value is set to 38 μm) of the Sc present in the chloride residue. 53 μm) can be recovered. On the other hand, the amount of materials to be collected can be reduced. Furthermore, many of the other impurities (eg, Fe, coke, unreacted titanium, etc.) are distributed to the coarse grain side.
分級手段として篩を用いる場合には、上記分級の基準値に基づいて、網目のサイズを適宜決定することができる。例えば、25μmを基準値として分級する場合には、目開きが25μm(JIS規格だと、500メッシュ)を使用する。そして、篩を通過した物を細粒とし、篩上に残った物を粗粒とする。 When using a sieve as the classification means, the size of the mesh can be appropriately determined based on the classification standard value. For example, when classifying using 25 μm as a reference value, a mesh size of 25 μm (500 mesh according to the JIS standard) is used. Then, the material that passes through the sieve is treated as fine particles, and the material that remains on the sieve is treated as coarse particles.
分級後に得られた細粒は、上述したような条件で浸出工程を行い、Scを回収することができる。 The fine particles obtained after classification can be subjected to a leaching process under the conditions described above to recover Sc.
以下、本発明の理解を促進するため、更に具体的な実施例を開示する。 Hereinafter, more specific examples will be disclosed to facilitate understanding of the present invention.
(試験例1)
中和後液を抽出剤(D2EHPA):10体積%、改質剤(TBP):5体積%、及び、希釈剤(Shellsol D70):85体積%の有機溶媒で、D2EHPAの濃度A(mol/l)とScの濃度B(mol/l)との比は、A/B=5となる条件で抽出することで、クラッドが発生したため、固液分離して回収した当該クラッドを以下の手順にて処理した。
クラッドの浸出条件を表1に示す。表1において、「P.D.」は有機溶媒1lあたりに添加したクラッドの量を示し、「wet」は、クラッドが水分や油分を含んだ湿った状態であることを示す。また、浸出温度は、10℃と40℃の2通りで実施した。
(Test example 1)
After neutralization, the solution was mixed with an organic solvent containing extractant (D2EHPA): 10% by volume, modifier (TBP): 5% by volume, and diluent (Shellsol D70): 85% by volume, and the concentration of D2EHPA was adjusted to A (mol/mol/%). l) and the concentration B (mol/l) of Sc was extracted under conditions such that A/B = 5. Since crud was generated, the crud recovered by solid-liquid separation was subjected to the following procedure. Processed.
The leaching conditions for the cladding are shown in Table 1. In Table 1, "PD" indicates the amount of cladding added per liter of organic solvent, and "wet" indicates that the cladding is in a wet state containing water and oil. In addition, the leaching was carried out at two temperatures: 10°C and 40°C.
浸出温度10℃で浸出した際は、溶け残りが確認された。一方、浸出温度40℃で浸出したところ、全量溶解した。これにより、通常の無機塩の水に対する溶解度のように温度上昇に伴ってクラッドの溶解度が上昇すると考えられる。 When leaching was carried out at a leaching temperature of 10°C, undissolved residue was observed. On the other hand, when leaching was carried out at a leaching temperature of 40°C, the entire amount was dissolved. It is thought that this causes the solubility of the cladding to increase as the temperature rises, like the solubility of ordinary inorganic salts in water.
また、発生したクラッドの全量について、図2に記載のフローで処理した。これによって、Scと有機相の回収を行った。各物量は図中に記載した。回収したSc量、スクラビング液中の各濃度から、クラッドの品位は:Sc:1質量%、Fe1質量%、D2EHPA:50質量%程度と推定された。 Further, the entire amount of generated crud was processed according to the flow shown in FIG. 2. In this way, Sc and the organic phase were recovered. Each quantity is indicated in the figure. From the recovered Sc amount and each concentration in the scrubbing liquid, the quality of the cladding was estimated to be: Sc: 1% by mass, Fe 1% by mass, and D2EHPA: about 50% by mass.
以上、本発明の具体的な実施形態について説明した。上記実施形態は、本発明の具体例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上述の実施形態の1つに開示された技術的特徴は、他の実施形態に提供することができる。また、特定の方法については、一部の工程を他の工程の順序と入れ替えることも可能であり、特定の2つの工程の間に更なる工程を追加してもよい。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。 The specific embodiments of the present invention have been described above. The above embodiments are merely specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. For example, technical features disclosed in one of the embodiments described above may be provided in other embodiments. Furthermore, for a particular method, it is also possible to replace some of the steps with the order of other steps, and a further step may be added between two specific steps. The scope of the invention is defined by the claims.
Claims (6)
前記有機相における、D2EHPAの濃度A(mol/l)とScの濃度B(mol/l)との比が、A/B>6であり、
前記有機相における、D2EHPAの濃度が0.3(mol/l)未満であり、
抽出温度が30℃以上とすることを特徴とするScの抽出方法。 A step of adding D2EHPA to a solution containing Sc to extract Sc into an organic phase,
In the organic phase, the ratio of the concentration A (mol/l) of D2EHPA to the concentration B (mol/l) of Sc is A/B>6,
The concentration of D2EHPA in the organic phase is less than 0.3 (mol/l),
A method for extracting Sc, characterized in that the extraction temperature is 30°C or higher.
前記抽出液を固液分離する工程と、
前記固液分離されたクラッドを、D2EHPAを含む有機溶媒で浸出する工程と、
前記有機溶媒で浸出して得られた浸出後液を酸でスクラビングする工程と、
前記スクラビング後の溶媒に強アルカリ性溶液を添加して粗Sc(OH)3を得る工程と
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のScの抽出方法。 When crud occurs in the extract due to the extraction,
A step of separating the extract into solid-liquid;
leaching the solid-liquid separated cladding with an organic solvent containing D2EHPA;
Scrubbing the leached liquid obtained by leaching with the organic solvent with an acid;
3. The method for extracting Sc according to claim 1 , further comprising the step of adding a strong alkaline solution to the scrubbed solvent to obtain crude Sc(OH) 3 .
Scを含む原料からScを浸出する工程、及び、
前記Scを浸出して得られた浸出後液を中和する工程
を実施することで得られた中和後液であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のScの抽出方法。 The solution containing the Sc is
A step of leaching Sc from a raw material containing Sc, and
Sc according to any one of claims 1 to 5, wherein the Sc is a neutralized liquid obtained by performing a step of neutralizing the leached liquid obtained by leaching the Sc. extraction method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020061326A JP7370919B2 (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | How to extract Sc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020061326A JP7370919B2 (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | How to extract Sc |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021161449A JP2021161449A (en) | 2021-10-11 |
| JP7370919B2 true JP7370919B2 (en) | 2023-10-30 |
Family
ID=78002719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020061326A Active JP7370919B2 (en) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | How to extract Sc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7370919B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115418503B (en) * | 2022-08-23 | 2023-08-01 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for selectively extracting scandium from leaching solution based on microemulsion |
| KR102734086B1 (en) * | 2023-11-09 | 2024-11-25 | (주)에코프로머티리얼즈 | Method for recovering high purity scandium |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004285467A (en) | 2003-01-27 | 2004-10-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for separating and recovering Y and Eu |
| JP2004323947A (en) | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Asahi Pretec Corp | Continuous extracting apparatus and method for extracting metal using it |
| JP2015163729A (en) | 2014-01-31 | 2015-09-10 | 住友金属鉱山株式会社 | Scandium recovery method |
| JP2017013033A (en) | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 三菱マテリアル株式会社 | Recovery method for cation exchange-type extractant |
| JP2018150588A (en) | 2017-03-13 | 2018-09-27 | Jx金属株式会社 | Method for recovering scandium |
| JP2020023741A (en) | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 住友金属鉱山株式会社 | Cladding separation method, solvent extraction method and cladding separation unit |
-
2020
- 2020-03-30 JP JP2020061326A patent/JP7370919B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004285467A (en) | 2003-01-27 | 2004-10-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for separating and recovering Y and Eu |
| JP2004323947A (en) | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Asahi Pretec Corp | Continuous extracting apparatus and method for extracting metal using it |
| JP2015163729A (en) | 2014-01-31 | 2015-09-10 | 住友金属鉱山株式会社 | Scandium recovery method |
| JP2017013033A (en) | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 三菱マテリアル株式会社 | Recovery method for cation exchange-type extractant |
| JP2018150588A (en) | 2017-03-13 | 2018-09-27 | Jx金属株式会社 | Method for recovering scandium |
| JP2020023741A (en) | 2018-08-09 | 2020-02-13 | 住友金属鉱山株式会社 | Cladding separation method, solvent extraction method and cladding separation unit |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 小林純太郎 他,溶媒抽出における希土類元素の分離と生成,資源処理技術,Vol.37,No.3,日本,環境資源工学会,1990年04月21日,P.157-164 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021161449A (en) | 2021-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5598631B2 (en) | Recovery method of rare earth elements | |
| CN108034841B (en) | A method of the extraction and recovery titanium from acid solution | |
| JP6666288B2 (en) | Rare metal recovery method | |
| JP7370919B2 (en) | How to extract Sc | |
| US7494631B2 (en) | Titaniferous ore beneficiation | |
| JP2017206721A (en) | Sc recovery method | |
| Bautista | Processing to obtain high-purity gallium | |
| US11299796B2 (en) | Method for recovering a minor metal and/or rare-earth metal | |
| KR101031985B1 (en) | Method for preparing high purity metal compound by wet smelting from tantalum ore | |
| US6780384B2 (en) | Method and system for recovering zirconium values from a hard rock ore containing uranium | |
| JP7554573B2 (en) | How to recover scandium | |
| CN114262798B (en) | Method for recycling thorium dioxide from chloride process titanium dioxide system slag | |
| JP7011794B2 (en) | Cobalt and nickel recovery methods | |
| JP7311349B2 (en) | Scandium recovery method | |
| JP7463181B2 (en) | How to recover rare metals | |
| CN115896463B (en) | Method for extracting scandium by synergistic use of titanium dioxide waste acid and titanium extraction tailings | |
| US20240344176A1 (en) | Recovery of vanadium from leach residues | |
| JP7499600B2 (en) | How to recover rare metals | |
| RU2647047C1 (en) | Method for scandium oxide production from scandium concentrate | |
| KR101654214B1 (en) | Method for recovering scandium from a residue produced upon smelting low-grade nickel ore | |
| Shikika et al. | Extraction of Ta and Nb from the Numbi coltan ore using fluorination and sulfuric acid leaching | |
| US3078141A (en) | Fractional precipitation of uranium from uranium-vanadium containing carbonate leachsolution | |
| CN120464879A (en) | A method for recovering valuable components from molten salt chloride slag by combined metallurgy and smelting | |
| CN117758076A (en) | Method for extracting scandium from scandium-containing solid waste generated by extracting titanium by chlorination process | |
| JP2007070708A (en) | Wet treatment of zinc leaching residue |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220914 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230714 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230720 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230921 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231018 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7370919 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |